土压平衡盾构适用地层【富水硬岩地层盾构施工壁后注浆技术】

1、土压平衡盾构适用地层【富水硬岩地层盾构施工壁后注浆技术】摘要：本文结合大连地铁 标七十九中站西安路站盾构区间施工实例，对富水硬岩地层中盾构施工壁后注浆技术进行了系统的介绍，总结、提出了富水硬岩地层中盾构施工壁后注 浆的主要问题和采取的主要措施和关键技术。关键词：盾构富水硬岩壁后注浆Abstract:combiningwithdaliansubwaystation103standardseventyscorexianroadstationshieldintervalconstructionexample,thehardrockformationinarichwatershieldtunnelwa

2、llgroutingtechnologyaftertheintroductionofthesystem,summarizestherichwater,putsforwardahardrockstrataofshieldtunnelwallafterthemainproblemsofthegroutingandtakethemainmeasuresandkeytechnology.Keywords:shieldhardrockwallrichwateraftergrouting 中图分类号：TU74 文献标识码： 章编号：0 引言开发利用城市地下空间，增强城市市政交通能力已成为中第 1页 共 7

3、页国城市建设的重点。同时，为促进中国城市地下空间的充分利用和地下交通能力的大力发展，改善交通的拥挤状况和居民的生活环境。随着地铁工程项目的增多，对材料与工艺也带来更大的挑战。盾构法是过江海和地铁隧道所采用的主要施工方法。盾构法壁后注浆就是在隧道内将具有适当的早期及最终强度的材料在盾构过程中填入盾尾管片孔隙内，从而有效控制地面沉降，确保管片衬砌的早期稳定性，并形成衬砌防水的第一道防线。目前，壁后注浆材料的种类可分为单液型和双液型两类，单液型浆液又可分为惰性浆液和非惰性浆液。相对来说，双液型浆液注入后的强度发展较快，但由于其成本较高、施工难度高、设备复杂、易堵管等，故应用趋于减少。而单液型浆液具有

4、成本低、配方简单、施工方便、不易堵管等优点，尤其是单液型的非惰性浆液，在国内隧道盾构施工中的应用趋于增多。在富水地层的工程对非惰性浆液的抗水分散、耐水、抗裂、抗渗等性能要求较高，而普通非惰性浆液很难达到这种要求，不能很好的满足现有盾构线路长、管径大、断面水压高的大型隧道工程。因此，本文主要通过工程实例系统阐述了富水 硬岩地层壁后注浆的配比、方案等相关技术。1 工程概况大连地铁 标盾构隧道区间起于七十九中学站后端经长兴街沿西南方向至西安路站前端，区间隧道长度为右线第 2页 共 7页844.36m左线 840.94m在中间设联络通道一处。区间沿线原始地貌为马栏河二级阶地，现为街道。沿线高层建筑物密

5、集，管线、管道众多。本区间范围内上覆第四系人工堆积层)、第四系上更新统冲洪积层、下伏震旦系长岭子组钙质板岩、中生代燕山辉绿岩等。右线主要穿越的地质条件为中风化钙质板岩，岩石抗压强度在 50MPa 以上，属于中硬质岩层，局部为辉绿岩，强度在 90Mpa 以上。地质条件复杂，高强度硬岩、复合地层、局部砂卵石、高富水等，并有 28的下坡。地下水按赋存条件主要为孔隙水及基岩裂隙水，局部地段基岩裂隙水与海 水相互连通。2 注浆材料和配合比选择2 注浆性能地铁隧道盾构法壁后注浆，不同于一般工程上所用的砌筑砂浆或抹面砂浆。这种砂浆一旦灌注入地铁管片环外间隙中之后，不须考虑水分蒸发的干缩问题，依据盾构法施工的

6、注浆工艺要求，其必须有较高的稳定性和流动性，较小的流动性经时损失性及适宜的凝结时间等性能。如果砂浆稳定性差，则易离析分层，在注浆过程中，将导致注浆堵管，既影响施工进度，又影响注浆效果；同样如果砂浆流动性差，那么将导致注浆泵压升高，导致注浆困难。因此盾构法要求注浆用水泥砂浆须具 备良好的稳定性和流动性。第 3页 共 7页除此之外，同步注浆材料还应具有以下性能或固结体的耐久性和抗渗性较好，受环境因素的影响小浆液的凝结或固化时间可根据需要进行调节，具有较满意的强度对环境无污染，而且灌注工艺比较简单。的来源广泛，价格相对低廉，贮存、运输方 便。在施工中，根据地层条件、地下水情况及周边条件等，采用不同配

7、比的同步注浆材料进行试验，主要性能应满足下列指 标：）胶凝时间：满足施工工艺和地质条件要求，一般为 6lOh。）固结体强度：一天不小于 2MPa（相当于软质岩层无侧限抗压强度 不小于 （略大于强风化岩天然 抗压强度）浆液结石率：，即固结收缩率抗水分散剂：在越江隧道或其它高压富水地质条件下的盾构施工中，由于非惰性浆液初期凝结速度慢，因此，可能会在注入后被高压水稀释，改变了浆液的实际水胶比，严重影响浆液的强度和耐久性。加入少量的增稠剂或絮凝剂，可以有效地提高浆液的抗水分散性能，但也可能延长浆液的凝结时间，降低浆液的强度，因此，在施工中使用高分子絮凝剂时，要先进行试验，以使负第 4页 共 7页面影响

8、最小。减水剂：由于减水剂(际上是一种分散剂可减少粉末颗粒的团聚现象，释放了团聚颗粒所包裹的水分，使在相同流动性时所需要的水份减少，因而在注浆材料中加入适量的减水剂，便可大大改善浆液的流动性、提高浆液的强度以及保水能 力等。）熟石灰不少非惰性浆液是在惰性浆液的基础上加入一定量的水泥制成的，使之在保证凝结时间的前提下增加浆液的强度。但是，在不少盾构的施工中，非惰性浆液有时也叫硬性浆液使用了生石灰或熟石灰，通过粉煤灰的碱激发反应获得强度。粉煤灰的主要活性成分是氧化硅和氧化铝，它们均可与氢氧化钙 发生反应。）水玻璃类水玻璃主要成分为 ，分为碱性水玻璃和酸性水玻璃。碱性水玻璃浆液的主要缺点是凝胶体有脱水

9、收缩和腐蚀现象，其耐久性较差并对环境有污染。酸性水玻璃可在中性区域内凝胶，凝胶体没有碱溶出，不存在碱性水玻璃的腐蚀现象和环境污染问题，耐久性较好。目前，水玻璃多作为固化剂，起调节凝固时间的作用，常用于对初凝及终凝时间有特殊要求的 注浆材料中。第 5页 共 7页）其它原料非惰性浆液中也可加入一些其它的原料，以改善浆液的性能。在浆液中可以考虑加入氢氧化钠，它的作用是：提高浆液的碱度，促进粉煤灰的火山灰（二次）反应；与膨润土发生反应，使膨润土钠化，打开膨润土的层间结构，增大膨润土的吸水能力，从而促进膨润土发挥其触变性能。此外，砂也是非惰性浆液中使用的一种原料细骨料，主要作用是降低浆料的硬化收缩率和降

10、低浆料的成本。其用量可以占到固体材料的 以上。2.3 原材料的选择水泥：普通硅酸盐水泥 ，强度等级 42.5；粉煤灰：二级灰砂：河砂，细度模数为 2.4，中细砂， 泥量不 超过 ；膨润土： 目钠基膨润土；水玻璃：波美度 ；外加剂：减水剂、絮凝剂（聚合氯化铝水：饮用水。2.4 注浆配合比选择大连地铁 标盾构隧道区由于地处硬岩富水地层，且有2.8%的下坡，施工初期，出现大量同步注浆浆液流向刀盘、进第 6页 共 7页入土仓的现象，导致无法注满管片后的空隙、浆液浪费、增加清理工作量、盾构抱死等负面影响。并且，由于后方汇集水量 大，很容易引起浆液离析。经过多次尝试，最后确定改传统的同步注浆为多次注浆，利用双液浆快凝的特点，设置止水环，在止水环间进行单液浆的及时补浆，即同步注浆二次注浆（双液浆）及时注浆（单液浆）的方式进行注浆。同时优化配合比，富水区单液浆 中均掺入抗水分散以防